高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用1

磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用一、選擇題(每小題6分，共54分)1圖甲所示為某種用來(lái)束縛原子的磁場(chǎng)的磁感線分布情況，以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為圖乙所示圖象中的()解析C磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，因沿z軸方向B先減小后增大，故最有可能的為C圖2長(zhǎng)10 cm的通電直導(dǎo)線，通過(guò)1 A的電流，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向都一樣的空間(勻強(qiáng)磁場(chǎng))中某處受到的磁場(chǎng)力為0.4 N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A等于4 T B大于或等于4 TC小于或等于4 T D上述說(shuō)法都錯(cuò)誤解析B由安培力FBILsin ，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，由于sin 1，則BT4 T，選項(xiàng)B正確3.如圖所示，一弓形線圈通以逆時(shí)針電流，在其圓弧的圓心處，垂直于紙面放一直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線通有指向紙內(nèi)的電流時(shí)，線圈將()Aa端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近導(dǎo)線Ba端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線Cb端向紙內(nèi)，a端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近導(dǎo)線Db端向紙內(nèi)，a端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線解析A弓形通電線圈圓弧部分的電流方向和通電導(dǎo)線的磁力線重合，不受安培力作用，直線部分的上半段受安培力指向紙內(nèi)，下半段受安培力指向紙外，導(dǎo)致線圈a端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到弓形線圈直線部分與直導(dǎo)線趨于平行時(shí)，直線部分與直導(dǎo)線相吸，弧線部分與直導(dǎo)線相斥，但斥力小于引力，故線圈將靠近導(dǎo)線，選項(xiàng)A正確4.如圖所示，有兩個(gè)同心放置且共面的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過(guò)圓心且與兩環(huán)面垂直，比較通過(guò)兩環(huán)的磁通量a、b，則()Aa>bBa<bCabD不能確定解析A由于磁感線是閉合曲線，在磁體內(nèi)部是由S極指向N極，在磁體外部是由N極指向S極，且在磁體外部的磁感線分布在磁體的周圍較大的空間又由于穿過(guò)圓環(huán)a、b的磁通量均為內(nèi)外，因此線圈面積越大，磁感線抵消得越多，合磁通量越小，故b環(huán)的磁通量較小A項(xiàng)正確5.如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B11 T位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長(zhǎng)L1 m，通有I1 A的恒定電流當(dāng)導(dǎo)線與B1成60夾角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小可能為()A. T B. T C1 T D. T解析BCD導(dǎo)線所受安培力為零，可判斷出合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零或沿導(dǎo)線方向，這就決定了另一個(gè)磁場(chǎng)必須平行于紙面，則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度B2有最小值由平行四邊形定則得B2minB1sin 60 T，則B2的值可能為大于等于 T的所有值，故選項(xiàng)B、C、D都正確6如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中()A穿過(guò)線框的磁通量保持不變B線框中感應(yīng)電流方向保持不變C線框所受安培力的合力為零D線框的機(jī)械能不斷增大解析B由通電直導(dǎo)線周圍磁感線的分布規(guī)律可知，線框下落過(guò)程中穿過(guò)其中的磁感線越來(lái)越少，故磁通量在不斷變小，故A錯(cuò)；下落時(shí)穿過(guò)線框的磁通量始終減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向保持不變，故B正確；線框上下兩邊受到的安培力方向雖相反，但上邊所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終大于下邊所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度，故上邊所受的安培力大于下邊所受的安培力，其合力不為零，故C錯(cuò)；由能量守恒可知下落時(shí)一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為線框通電發(fā)熱產(chǎn)生的內(nèi)能，故線框的機(jī)械能減少，D錯(cuò)7.通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)(O為L(zhǎng)2的中心)，各自的電流方向如圖所示下列哪種情況將會(huì)發(fā)生()A因L2不受磁場(chǎng)力的作用，故L2不動(dòng)B因L2上、下兩部分所受的磁場(chǎng)力平衡，故L2不動(dòng)CL2繞軸O按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)DL2繞軸O按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)解析D由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1上方的磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，且離導(dǎo)線L1的距離越遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場(chǎng)較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞固定轉(zhuǎn)軸O按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)8.如圖所示，一根長(zhǎng)為l的鋁棒用兩個(gè)勁度系數(shù)均為k的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)鋁棒中通過(guò)的電流I的方向從左到右時(shí)，彈簧縮短x，而當(dāng)電流反向且大小不變時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)x，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A. B. C. D.解析A不通電時(shí)mg2kl，電流自左向右時(shí)mgBIl2k(lx)，電流自右向左時(shí)mgBIl2k(lx)，由以上三式可得B，選項(xiàng)A正確9質(zhì)量為m的通電細(xì)桿放在傾角為的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，有電流通過(guò)桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上，在如圖所示的A、B、C、D四個(gè)圖中，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是()解析CD選項(xiàng)A中通電細(xì)桿所受的安培力水平向右，選項(xiàng)B中通電細(xì)桿所受安培力豎直向上，這兩種情況下，如果沒(méi)有摩擦力，通電細(xì)桿都可以靜止在導(dǎo)軌上；選項(xiàng)C中通電細(xì)桿所受安培力方向豎直向下，選項(xiàng)D中通電細(xì)桿所受安培力方向水平向左，這兩種情況下，如果沒(méi)有摩擦力，通電細(xì)桿均不能靜止，故選項(xiàng)C、D正確二、非選擇題(共46分)10.(12分)如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若使框架繞OO轉(zhuǎn)過(guò)60，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90，則此時(shí)穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？解析磁通量的大小直接利用公式BScos 即可求解，應(yīng)特別注意角的大小框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直時(shí)0，此時(shí)磁通量1BS，框架繞OO轉(zhuǎn)過(guò)60，磁通量2BScos 60BS，框架轉(zhuǎn)過(guò)90磁通量3BScos 900.【答案】BSBS011(16分)三根平行的直導(dǎo)線，分別垂直地通過(guò)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，如圖所示現(xiàn)使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？解析根據(jù)安培定則，I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與B1(B3)相垂直，又知B1、B2、B3的大小相等均為B，根據(jù)矢量的運(yùn)算法則可知O處的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0B.方向在三角形平面內(nèi)與斜邊夾角為，則有tan 2，即arctan 2，如圖所示【答案】B方向在三角形平面內(nèi)與斜邊夾角為arctan 212.(18分)粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置(如圖所示)已知ab的質(zhì)量為m10.0 g，長(zhǎng)度L60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T.(1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長(zhǎng)，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過(guò)多大的電流？(2)當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過(guò)時(shí)，兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了x1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)(3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過(guò)0.2 A的電流時(shí)兩根彈簧被拉長(zhǎng)多少？(取g9.6 m/s29.6 N/kg)解析(1)只有當(dāng)ab受到的磁場(chǎng)力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí)，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應(yīng)由a到b，電流的大小由mgBIL求得I A0.4 A.(2)當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)由a到b的電流時(shí)，受到豎直向上的磁場(chǎng)力作用，被拉長(zhǎng)的兩根彈簧對(duì)ab有豎直向上的拉力，同時(shí)ab受豎直向下的重力，平衡時(shí)平衡方程為BIL2kxmg可得彈簧的勁度系數(shù)k N/m24 N/m.(3)當(dāng)電流方向由b向a時(shí)，ab所受磁場(chǎng)力豎直向下，這時(shí)的平衡方程為：2kxmgBIL由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長(zhǎng)度為x m0.003 m3 mm.【答案】(1)由a到b0.4 A(2)24 N/m(3)3 mm- 5 -